探究凸透镜成像的规律

ls2023-02-01  30

实验研究凸透镜的成像规律是:当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像。

该实验就是为了研究证实这个规律。实验中,有下面这个表:

物 距 u 像的性质 像的位置

正立或倒立 放大或缩小虚像或实像 与物同侧与异侧像距v

u>2f 倒立缩小 实像异侧 f<v<2f

u=2f 倒立等大 实像异侧 v=2f

f<u<2f 倒立放大 实像异侧 v>2f

u=f -- - --

u<f 正立 放大 虚像 同侧 u,v同侧

着就是为了证实那个规律而设计的表格。其实,透镜成像满足透镜成像公式:

1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)

凸透镜成像规律:凸透镜成像特点与物距u、焦距f有关。

1、当物距大于焦距(u>f)时,成倒立实像,像与物体分居凸透镜两侧。

实像是实际光线会聚而成,可用光屏承接显示。

①当物距在一倍焦距和两倍焦距之间(2f>u>f)时,成倒立放大的实像,像距大于两倍焦距(v>2f)。

②当物距等于两倍焦距之间(u=2f)时,成倒立等大的实像,像距也等于两倍焦距(v=2f)。

③当物距大于两倍焦距(u>2f)时,成倒立缩小的实像,像距在一倍焦距和两倍焦距之间(2f>v>f)。

④成实像时,当物距增大时,像距减小(越来越接近一倍焦距),像也变小。

2、当物距等于焦距(u=f)时,由于折射光线为平行光,因此不成像。

3、当物距在一倍焦距之内(u<f)时,成正立放大的虚像,像与物体居于凸透镜同侧。虚像是实际光线的反向延长线会聚而成,因此不能用光屏显示,但可透过凸透镜用眼睛进行观察。

4、一倍焦距是成实像与此虚像的交界线,u>f成倒立实像,u<f成正立虚像。两倍焦距是像放大与缩小的交界线,u>2f成缩小的像,u<2f成正立的像(u=f时除外)。

探究凸透镜成像规律实验介绍如下:

实验步骤:记录凸透镜的焦距。在光具座上从左往右依次放置蜡烛,凸透镜,光屏,并调节凸透镜和光屏的高度,使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在同一高度。(使像成在光屏中央)。

固定凸透镜的位置,使烛焰位于凸透镜的 2f 以外(u>2f),移动光屏找像,在移动的过程中,眼睛要注意观察光屏上的成像情况,直到光屏上出现一个最清晰的像为止。

此时像的情况是一个倒立、缩小的实像。测量并记录此时的物距和像距,再把像距、物距与凸透镜的 f、2f 相比较(f<v<2f)。使烛焰位于凸透镜 f、2f 之间(f <u2f)。使烛焰位于凸透镜 f 以内。

实验目的和结论:

1.实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一直线、同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央。

2.①保持凸透镜位置不动,改变蜡烛到凸透镜的距离,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别记下不同情况下的物距、像距和成像情况;②把蜡烛放在凸透镜焦点以内,在另一侧透过透镜观察所成的像。

3.若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①烛焰在焦点以内;②烛焰在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④烛焰到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。

4.①遮住凸透镜一部分,成像性质不变,像变暗。②成实像时, 物距越小,像距越大,像越大。


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